Un diodo Zener es un tipo especializado de diodo semiconductor diseñado para operar en la región de ruptura inversa de su curva característica voltaje-corriente. A diferencia de los diodos normales que conducen corriente en dirección directa y la bloquean en dirección inversa, un diodo Zener puede conducir una corriente significativa cuando tiene polarización inversa y mantiene una caída de voltaje casi constante en sus terminales, conocida como tensión Zener o tensión de ruptura (V_Z). . Esta característica hace que los diodos Zener sean útiles para aplicaciones de regulación y referencia de voltaje donde se requiere un nivel de voltaje estable a pesar de las variaciones en el voltaje de entrada o las condiciones de carga.
Los diodos Zener se usan comúnmente en circuitos de regulación de voltaje para estabilizar los niveles de voltaje a través de una carga o dentro de un circuito. Al conectar un diodo Zener en configuración de polarización inversa con una resistencia en serie, el circuito puede mantener un voltaje de salida constante (V_Z) en una amplia gama de voltajes de entrada. Esto hace que los diodos Zener sean adecuados para aplicaciones como fuentes de alimentación, reguladores de voltaje, circuitos de protección contra sobretensión y referencias de voltaje de precisión en dispositivos y sistemas electrónicos.
Un diodo Zener generalmente se usa con una resistencia en serie para limitar la corriente a través del diodo cuando ingresa a la región de ruptura. Esta resistencia, conocida como resistencia limitadora de corriente, garantiza que el diodo Zener funcione dentro de sus corrientes nominales especificadas y evita una corriente excesiva que podría dañar el diodo o el circuito. La combinación del diodo Zener y la resistencia en serie forma un circuito divisor de voltaje estable que proporciona una regulación de voltaje constante o voltaje de referencia en diversas condiciones de funcionamiento.
Los diodos en general tienen una amplia gama de usos en circuitos y sistemas electrónicos. Además de los diodos Zener utilizados en la regulación de voltaje, los diodos normales son componentes fundamentales en los circuitos rectificadores que convierten CA (corriente alterna) en CC (corriente continua). También se emplean en circuitos de acondicionamiento de señales, circuitos de suministro de energía, circuitos de conmutación y circuitos de protección, donde controlan la dirección del flujo de corriente y garantizan el funcionamiento adecuado de los dispositivos electrónicos.
Los diodos Zener se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de regulación de voltaje donde es fundamental mantener un voltaje de salida estable. Son particularmente efectivos en escenarios donde se necesita un control de voltaje preciso, como en reguladores de voltaje, fuentes de alimentación y circuitos de carga de baterías. Los diodos Zener garantizan que el voltaje de salida permanezca constante a pesar de las fluctuaciones en el voltaje de entrada o los cambios en las condiciones de carga, proporcionando así un rendimiento confiable y protección para componentes electrónicos sensibles.
Cuando se utiliza en polarización inversa, un diodo Zener mantiene una caída de voltaje constante (V_Z) en sus terminales una vez que ingresa a la región de ruptura. Esta característica permite a los diodos Zener fijar o regular los niveles de voltaje de manera efectiva. En los circuitos de regulación de voltaje, por ejemplo, un diodo Zener en configuración de polarización inversa limita el voltaje máximo a través de una carga o protege los componentes sensibles de picos de voltaje. Esta característica hace que los diodos Zener sean esenciales para aplicaciones de regulación de voltaje, referencia de voltaje y protección contra sobrevoltaje en electrónica, asegurando un funcionamiento estable y la longevidad de los dispositivos y circuitos electrónicos.